Question

7．海水中溴含量約為65mg•L^-1，從海水中提取溴的工業(yè)流程如下：

（1）步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉變成化合態(tài)的溴，其目的是富集（或濃縮）溴元素．
（2）步驟Ⅱ中涉及的離子反應如下，請在下面方框內填入適當?shù)幕瘜W計量數(shù)：
□Br₂+□CO${\;}_{3}^{2-}$═□BrO${\;}_{3}^{-}$+□Br^-+□CO₂↑
當生成標準狀況下22.4L CO₂時，該反應轉移電子數(shù)為$\frac{5}{3}$N_A或$\frac{5}{3}$×6.02×10²³．
（3）上述流程中吹出的溴蒸氣，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯氣氧化后蒸餾．寫出溴與二氧化硫水溶液反應的離子方程式：Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Br^-．
（4）實驗室分離溴還可以用有機溶劑萃取法，萃取后如果要得到純溴應如何操作：蒸餾．
（5）氧化劑氯氣來自電解飽和食鹽水，電解槽使用了隔膜（或離子交換膜）來防止氯氣與氫氧化鈉溶液反應．
①電解時，陽極反應式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑．
②若采用無隔膜的電解槽，將得到H₂和NaClO．

Answer 1

分析 海水曬鹽得到氯化鈉和鹵水，電解氯化鈉溶液或電解熔融氯化鈉得到氯氣，氯氣通入鹵水氧化溴離子為溴單質，得到低濃度的溴單質的溶液，通入熱空氣吹出溴蒸氣，用純堿溶液吸收后的溶液中加入硫酸酸化得到溴單質，起到富集溴的作用，最后得到工業(yè)溴．
（1）步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴的含量較低；
（2）根據(jù)反應物、生成物，結合轉移電子守恒、原子守恒配平方程式；結合化合價的變化計算電子的轉移數(shù)目；
（3）溴與二氧化硫水溶液反應，生成硫酸和HBr；
（4）一般用苯或四氯化碳萃取溴，可用蒸餾的方法分離；
（5）電解飽和食鹽水，陽極生成氯氣，陰極生成氫氣和氫氧化鈉，若采用無隔膜的電解槽，氯氣又和氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉和氯化鈉．

解答 解：海水曬鹽得到氯化鈉和鹵水，電解氯化鈉溶液或電解熔融氯化鈉得到氯氣，氯氣通入鹵水氧化溴離子為溴單質，得到低濃度的溴單質的溶液，通入熱空氣吹出溴蒸氣，用純堿溶液吸收后的溶液中加入硫酸酸化得到溴單質，起到富集溴的作用，最后得到工業(yè)溴．
（1）步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴的含量較低，步驟Ⅱ又將之轉化為化合態(tài)的溴，其目的是富集溴，故答案為：富集（或濃縮）溴元素；
（2）該反應中Br元素化合價由0價變?yōu)?1價、+5價，其最小公倍數(shù)是5，再結合原子守恒或電荷守恒得方程式為：3Br₂+3CO₃^2-═BrO₃^-+5Br^-+3CO₂↑，反應中Br元素化合價分別由0價變化為+5價、-1價，當生成標準狀況下22.4L CO₂時，則有1mol溴參加反應，生成$\frac{5}{3}$molBr^-，轉移$\frac{5}{3}$mol電子，數(shù)目為$\frac{5}{3}$N_A或$\frac{5}{3}$×6.02×10²³，
故答案為：3；3；1；5；3；$\frac{5}{3}$N_A或$\frac{5}{3}$×6.02×10²³；
（3）溴與二氧化硫水溶液反應，生成硫酸和HBr，離子反應為Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；
（4）一般用苯或四氯化碳萃取溴，因混合物的沸點不同，則可用蒸餾的方法分離，故答案為：蒸餾；
（5）①電解飽和食鹽水，陽極生成氯氣，電極方程式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；
②若采用無隔膜的電解槽，氯氣又和氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉和氯化鈉，故答案為：NaClO．

點評 本題考查混合物分離提純的綜合應用及海水提溴，為高頻考點，把握流程中的反應及混合物分離方法為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度不大．